Nooit meer de draad kwijt met Wirepas

shutterstock iot

Meten is weten. Een open IoT-deur die nog steeds stand houdt en door een explosieve daling van sensorkosten hem bovendien open zet voor steeds meer toepassingen. Althans, wanneer stroom en dataontsluiting geen probleem zijn. In zogenoemde greenfield projecten - waar hier van meet af aan rekening mee gehouden kan worden - levert het uitrollen van kabels en IO doorgaans geen problemen op.

Er zijn wellicht kosten- of flexibiliteitsaspecten die ook hier voor draadloos pleiten, maar er is nog geen infrastructuur. En met standaard hardware kan in zowel bandbreedte-, vermogens- en topologiebehoeften worden voorzien. In zogenoemde brownfield situaties - hier moet een sensoroplossing in bestaande ­infrastructuur worden geïntegreerd, is dit meestal lastiger. Niet alleen is het kostbaar om op de juiste plekken in de juiste hardware te voorzien, ook dient vaak de bestaande topologie en bovenliggende software te worden aangepast voor een nieuw bedrade situatie met nieuwe IO.

wirepas1

Een van de oplossingen die goed scoort als nieuwe draadloze standaard is 5G. Al geruime tijd hebben telecomaanbieders samen met hardwareleveranciers en eindgebruikers gewerkt aan dé IoT-opvolger van 4G. Het ­belooft met een maximale bandbreedte van 100Gbps maar liefst 100 keer sneller te zijn dan het huidige 4G netwerk. Bovendien is de latency teruggebracht van 30 milliseconden naar 1 milliseconde, wat betekent dat nagenoeg realtime communicatie mogelijk is. Dit is een vereiste voor toepassingen als zelfrijdende auto’s die deterministisch met elkaar ­moeten kunnen communiceren. Die vlieger gaat ook op voor nieuwe ­applicaties zoals precisielandbouw middels drones of voor robots die met augmented reality en haptische feedback zonder vertraging bestuurd moeten kunnen worden. Dergelijke toepassingen vereisen naast determinisme een grote bandbreedte om bijvoorbeeld video in realtime naar de operator te kunnen streamen.

Energiezuiniger

Een andere toepassing die vaak in relatie tot 5G wordt genoemd, is asset tracking van bijvoorbeeld bouwmateriaal middels RFID. Hier kleven nader beschouwd echter ook nadelen aan 5G. Enerzijds is de hoeveelheid energie die RFID-tags gebruiken om met het 5G netwerk te communiceren relatief groot. Hierdoor moeten baterijen in de tags regelmatig vervangen worden, wat kosten en ongemak met zich meebrengt. Ook is de investering relatief hoog voor de hoeveelheid data die asset tracking vraagt. Hier volstaat het niet continu maar periodiek doorgeven van een positie, waardoor de gevraagde bandbreedte minimaal is. Toch moet de tag voorzien worden van een 5G simkaart en is er per sensor een abonnement waarvoor men een maandelijks bedrag betaalt. Voor dergelijke veldtoepassingen zijn LoRa en Sigfox interessante alternatieven, omdat zij werken met een zogenoemd Low Power protocol dat kleine pakketjes over een grote afstand - meer dan een kilometer - kan versturen.

Mede door de lage bandbreedte - volgens The Things Network ligt de bandbreedte van Lora, afhankelijk van de spreadinfactor in ­Europa tussen 250bit/sec en 1,1 kbit/s - en doordat pakketjes ­sturen typisch slechts eens per enkele minuten gebeurt, gaat een batterij jaren mee of is een zonnepaneeltje voldoende. Bovendien is in de meeste gevallen geen sprake van aanvullende datakosten. Tenzij je gebruikmaakt van diensten als Lora Lacune. Dit is de ­directe communicatie van sensoren met satellieten, zodat werelddekkende communicatie zonder eigen gateways mogelijk is en je feitelijk geen last hebt van overheidsbeperkingen.

Wirepas binnenpraktijk

Tot zover asset tracking in het veld. Want ook binnenshuis is asset tracking in veel gevallen een toegevoegde waarde. Hier zijn LPWAN technologieën als LoRa en Sigfox minder geschikt omdat zij door hun topologie - de sensor communiceert met een verafgelegen node - gevoeliger zijn voor interferentie. Dit is helemaal het geval als de ‘line of sight’ de nodige obstakels kent. Het zou dan beter zijn een zogenoemd sensormeshnetwerk te gebruiken, waarbij sensoren en ankernodes het netwerk vormen. Zoekend naar een technologie die deze behoefte vervult, komt Wirepass als een veelbelovende kandidaat naar voren. Vooral voor binnentoepassingen lijkt Wirepas goed uit de verf te komen. Voor asset tracking bijvoorbeeld. Hierbij heb je verschillende nodes nodig om middels triangulatie een positie te bepalen. De zogenoemde ankernodes die het vaste meshnetwerk vormen, kunnen bijvoorbeeld in de verlichting ­worden geïntegreerd. Zo heb je er met een energetische vergroeningsupgrade van de verlichting - in 2021 is een Label C verplicht - gratis een zeer robuust meshnetwerk bij. Het meshnetwerk bepaalt hierbij zelf de optimale routing richting de gateway. Hierbij wordt rekening gehouden met bandbreedte, maar ook met de actuele ­signaalsterkte.

wirepas2

Dit routingbeheer wordt decentraal geregeld door het Finse Wirepas. Mesh Software, die feitelijk op een bluetooth stack draaiende firmware is. De hardware laten zij over aan partners als Fujitsu, die onder andere RFID-tags op basis van Wirepas maken. Een van de plekken waar ze deze onlangs toepasten is UMC Utrecht. Hier werd met tags op rolstoellen, bedden en insulinepompen en draadloze programmeerbare knoppen de ziekenhuislogistiek flink verbeterd. Bijvoorbeeld door te volgen waar en of er voldoende rolstoelen op een afdeling zijn, onderhoudsregimes en routes te verbeteren en ook patiëntcontact-momenten te optimaliseren waarmee de zorgkwaliteit enorm is toegenomen. Ook in de warehouses, die met de opmars van online aankopen als paddenstoelen uit de grond schieten, biedt Wirepas voordelen. Zo is in grote magazijnen fijnstof op opgeslagen producten nogal eens een probleem. Wirepas biedt een prima oplossing voor het monitoren van de luchtkwaliteit. Want ­inderdaad, naast vergroening staat bij logistieke bedrijven ook de gezonde werkplek hoog op de optimalisatielijst. Met een Wirepas pratende verlichting vinken zij beide verbeterpunten in één keer af.